Ch25-Taşlama - İTÜ Akademi

01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
TAŞLAMA VE DİĞER
AŞINDIRMA YÖNTEMLERİ
1. Taşlama
2. İlgili Aşındırma Yöntemleri
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Aşındırarak Talaş Kaldırma
Genellikle yapıştırılmış bir disk şeklindeki sert, aşındırıcı
parçacıkların hareketiyle talaş kaldırma
 Genellikle, geleneksel talaş kaldırma ile parça
geometrisini oluşturduktan sonra sonlandırma
(Finishing) işlemleri olarak uygulanır
 Taşlama en önemli aşındırma işlemidir
 Diğer aşındırma işlemleri, honlama, lepleme, hassas
taşlama, parlatma ve polisaj’dır
1
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Aşındırma Yöntemleri Niçin
Önemlidir
 Her türlü malzeme üzerinde kullanılabilir
 Bazıları 0.025 m’ye kadar, son derece hassas yüzey
sonlama oluşturabilir
 Bazıları son derece dar toleransları sağlayabilir
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlama
Aşındırıcı parçacıkların, çok yüksek yüzey hızlarında
hareket eden yapıştırılmış bir taşlama tekerleği içinde
yer aldığı talaş kaldırma yöntemi
 Taşlama tekerleği genellikle disk şeklindedir ve
yüksek dönme hızları için hassas şekilde
dengelenmiştir
2
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlama Diski
Aşındırıcı parçacıklarından ve yapıştırma
malzemesinden oluşur
 Aşındırıcı parçacıklar kesme görevi yapar
 Yapıştırıcı malzeme parçacıkları yerinde
tutar ve diskin şeklini ve yapısını oluşturur
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlama Diski Parametreleri





Aşındırıcı malzeme
Tane boyutu
Yapıştırıcı malzeme
Disk sınıfı
Disk yapısı
3
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Aşındırıcı Malzemenin Özellikleri




Yüksek sertlik
Aşınma direnci
Tokluk
Bilenebilirlik – kesici kenarlar körleştiğinde kırılabilme
ve böylece yeni keskin kenarlar oluşturabilme
kapasitesi
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Geleneksel Aşındırıcı Malzemeler
 Alüminyum oksit (Al2O3) - en yaygın aşındırıcı
 Çeliklerin ve diğer demir esaslı yüksek dayanımlı
alaşımların taşlanmasında kullanılır
 Silisyum karbür (SiC) - Al2O3’den daha serttir
ancak daha az toktur
 Alüminyum, pirinç, paslanmaz çelik, bazı dökme
demirler ve belirli seramiklerde kullanılır
4
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Daha Yeni Aşındırıcı Malzemeler
 Kübik Bor Nitrür (cBN) – çok sert, çok pahalı
 Çeliklere uygun
 Sertleştirilmiş çelikler ve havacılık-uzay alaşımları
gibi sert malzemelerde kullanılır
 Elmas – Çok daha sert, çok pahalı
 Doğal olarak oluşur; sentetik olarak da üretilebilir
 Çeliğin taşlanmasına uygun değil
 Seramik, semente karbür ve cam gibi sert,
aşındırıcı malzemelere uygun
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Aşındırıcı Malzemelerin Sertlikleri
Aşındırıcı malzeme
Alüminyumoksit
Silisyumkarbür
Kübik Bor Nitrür
Elmas (sentetik)
Knoop sertliği
2100
2500
5000
7000
5
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Tane Boyutu
 Küçük tane boyutları daha iyi sonlama yapar
 Daha büyük taneler daha büyük malzeme kaldırma
hızları sağlar
 Daha sert malzemelerin etkin şekilde kesilebilmesi
için daha küçük tane boyutları gerekir
 Daha yumuşak malzemeler daha büyük tane
boyutları gerektirir
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Tane Boyutunun Ölçümü
 Tane boyutu, bir ekran ızgara prosedürü kullanarak
ölçülür
 Daha küçük ızgara boyutları ekran ızgara
prosedüründe daha büyük numaralarla ve
büyükleri ise daha küçüklerle gösterilir
 Taşlama disklerindeki tane boyutu tipik olarak 8
(çok iri) ile 250 (çok ince) arasındadır
6
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Bağlama Malzemelerinin
Özellikleri
 Merkezkaç kuvvetlere ve yüksek sıcaklıklara
dayanmalıdır
 Diskin ani yüklenmelerinde tahrip edici kuvvetlere
direnmelidir
 Yeni keskin taneleri oluşturmak üzere aşınmış
tanelerin yerinden çıkmasına izin vermeli ve kesme
için aşındırıcı taneleri yerinde tutmalıdır
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Diskin Yapısı
Diskin içindeki aşındırıcı tanelerin izafi boşlukları
anlamına gelir
 Aşındırıcı tanelerin ve yapıştırıcı malzemenin
dışında, diskin içinde gözenekler ve hava boşlukları
bulunur
 Tanelerin, yapıştırıcı malzemenin ve gözeneklerin
hacimsel oranları aşağıdaki gibi açıklanabilir:
Pg  Pb  Pp  1.0
7
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Diskin yapısı
Şekil 23.1 Bir taşlama diskinin tipik yapısı.
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Diskin yapısı
 “Aralıklı” ve “yoğun” arasında sıralanan bir ölçekle
ölçülür
 Aralıklı yapı, Pp’nin izafi olarak daha geniş ve
Pg’nin daha küçük olması anlamına gelir –
talaşlar için boşluk sağlanması gerektiği
durumlar için önerilir
 Yoğun yapı, Pp’nin izafi olarak daha küçük ve
Pg’nin daha geniş olması anlamına gelir – daha
iyi yüzey kalitesi ve boyutsal kontrol elde
etmek için önerilir
8
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Disk Sınıfı
Kesme sırasında aşındırıcı taneleri koruyan
yapıştırıcının dayanımını gösterir
 Disk yapısındaki yapıştırıcı miktarına bağlıdır (Pb)
 Yumuşak ile Sert arasındaki bir ölçekte ölçülür
 “Yumuşak” diskler tanelerini kolay kaybeder –
düşük malzeme uzaklaştırma hızları ve sert parça
malzemeleri için kullanılır
 “Sert” diskler taneleri daha sıkı bağlıdır – yüksek
malzeme uzaklaştırma hızları ve yumuşak parça
malzemeleri için kullanılır
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlama Diskinin Özellikleri
 Aşındırıcı türü, tane boyutu, sınıfı, yapısı ve
yapıştırıcı malzemeyi göstermek için kullanılan
standart taşlama diski gösterim sistemi
 Örnek: A-46-H-6-V
 Ayrıca, taşlama diski üreticileri tarafından
kullanılması için ilave gösterimler içerir
9
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlama Diskinin Şekli
Şekil 23.2 Bazı standart taşlama disk şekilleri: (a) düz, (b) iki taraftan
girintili, (c) dış yüzeyine aşındırıcı yapıştırılmış metal disk çerçevesi, (d)
aşındırarak ayırma diski.
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Yüzey Sonlandırma
 İyi yüzey sonlandırmaya ulaşmak için çoğunlukla
taşlama yapılır
 En iyi yüzey sonlandırmasına aşağıdaki koşullarda
ulaşılır:
 Küçük tane boyutları
 Daha büyük disk hızları
 Daha yoğun disk yapısı = birim disk alanı başına
daha fazla parçacık
10
01.11.2014
 Boyut etkisi – küçük talaş boyutu, her bir malzeme
hacmi biriminin uzaklaştırılmasında önemli oranda
daha büyük enerjiye neden olur
 Geleneksel talaş kaldırmayla kıyaslandığında,
taşlamada kabaca 10 kat daha büyüktür
 Her bir tane, son derece büyük negatif talaş açısına
sahiptir; bu durum daha küçük kesme düzlemi
açılarına ve yüksek kesme gerilmelerine yol açar
 Gerçek kesme sırasında tanelerin tümü işleme
katılmaz
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlamada Özgül Enerji Niçin
Yüksektir
Şekil 23.3 (a) Kesme koşullarını gösteren yüzey taşlama geometrisi; (b)
tek bir talaşın varsayılan boyuna ve (c) enine kesiti
11
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Aşındırıcı Tanelerin Üç Etkisi
 Talaş kaldırma – tane, bir talaş oluşturmak üzere
yüzeye yeterli miktarda girer – malzeme uzaklaştırılır
 Kazıma – tane parçaya girer, ancak kesmeye yeterli
olmaz; bunun yerine yüzey deforme olur ve enerji
tüketilir; ancak malzeme uzaklaştırılmaz
 Sürtünme – tane yüzeye temas eder ancak bu temas
sadece sürtünme oluşturur; böylece enerji tüketilir
ancak malzeme uzaklaştırılmaz
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlamada Tane Hareketleri
Şekil 23.4 Taşlamada üç tür tane hareketi: (a) kesme, (b) kazıma ve
(c) sürtünme
12
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Parça Yüzeyindeki Sıcaklıklar
 Taşlama, yüksek parça yüzey sıcaklıklarına yol
açan, yüksek sıcaklıklar ve yüksek sürtünme ve
enerjinin çoğunun işlenen yüzeyde kalması ile tarif
edilir
 Hasara neden olan etkiler arasında:
 Yüzey yanıkları ve çatlakları
 Yüzeyin hemen altında metalürjik hasar
 Eğer ısıl işlem uygulanırsa parça yüzeyinin
yumuşaması
 Parça yüzeyinde artık gerilmeler bulunur.
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlama Sıcaklıkları Nasıl
Düşürülür
 Besleme miktarı d’yi (kesme derinliğini) azaltın
 Disk hızını v düşürün
 Taşlama diski üzerindeki birim alana düşen aktif tane
sayısını C azaltın
 Parça hızını vw arttırın
 Bir taşlama sıvısı kullanın
13
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Disk Aşınmasının Nedenleri
1. Tane kırılması – tanenin bir parçası kırılırken diğer
kısmı disk içinde yapışık kalması
 Kırılma yüzeyinin kenarları yeni kesici kenarlar
haline gelir
 Kırılma eğilimi kırılabilirlik olarak adlandırılır
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Disk Aşınmasının Nedenleri
2. Körelme aşınması – düz noktalara ve kütleşmiş
kenarlara neden olacak şekilde, her bir tanenin
keskinliğini kaybetmesi
 Geleneksel kesme takımlarında takım
aşınmasının eşanlamlısı
 Sürtünme, difüzyon ve kimyasal reaksiyonlara
benzer mekanizmalar tarafından oluşturulur
14
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Disk Aşınmasının Nedenleri
3. Yapıştırıcı kırılması – her bir tane, yapıştırıcı
malzemesinden koparak ayrılır
 Diğer faktörlerin dışında diskin sınıfına bağlıdır
 Genellikle, körelme aşınması nedeniyle tanenin
kütleşmesi ve bu nedenle kesme kuvvetinin
aşırılaşması sonucu oluşur
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlamada Tipik Aşınma Eğrisi
Şekil 23.5 Bir taşlama diskinin tipik aşınma eğrisi. Aşınma, zamanın bir
fonksiyonu olarak değil, uzaklaştırılan malzeme hacminin bir fonksiyonu
olarak çizilir
15
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlama Oranı
 Disk aşınma eğrisinin eğimi
GR 
VW
Vg
burada GR = taşlama oranı; Vw = kaldırılan malzeme
miktarı hacmi ve Vg = buna karşı gelen taşlama diski
aşınan hacmi
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Taşlama Oranı
Şekil 23.6 Taşlama oranı ve yüzey kalitesinin disk hızıyla değişimi
16
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Diskin Temizlenmesi
Onarım – onarılacak disk dönerken ona karşı bir
aşındırıcı çubuğun veya başka bir taşlama diskinin
tutulmasıyla yapılır
 Fonksiyonları:
 Yeni keskin taneler oluşturmak için körelmiş
tanelerin kırılması
 Taşı tıkayan talaşların uzaklaştırılması
 Diskin, aşınma eğrisinin üçüncü aşamasında
olduğu durumda gerekir
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Diskin Bilenmesi
Bileme – disk dönerken elmas uçlu bir takımın ona karşı
yavaşça ve hassas şekilde temas ettirilmesi
 Diske karşı çok sığ derinlikler oluşturulur (0.025 mm
veya daha az)
 Sadece diski keskinleştirmekle kalmaz, aynı
zamanda silindirik şeklini tekrar kazanmasını sağlar
ve dış yüzeyine düzlük kazandırır
 Onarım da keskinleştirmesine rağmen, diskin
şeklini garanti etmez
17
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Uygulama Kılavuzları
 Yüzey sonlamayı en iyi yapmak için seçimler:
 Küçük tane boyutu ve yoğun disk yapısı
 Yüksek disk hızları (v) ve düşük parça hızları (vw)
kullanın
 Küçük kesme derinlikleri (d) ve büyük disk çapları (D)
da yardımcı olur
 Malzeme uzaklaştırma hızını en yüksek değere çıkarmak
için seçilmesi gerekenler:
 Büyük tane boyutları
 Daha aralıklı disk yapısı
 Cilalanmış yapıştırıcı
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Uygulama Kılavuzları
 Çelik ve çoğu dökme demirler için kullanılması gereken:
 Aşındırıcı olarak Alüminyumoksit
 Çoğu demirdışı metaller için kullanılması gereken:
 Aşındırıcı olarak Silisyumkarbür
 Sertleştirilmiş takım çelikleri ve belirli havacılık-uzay
alaşımları için kullanılması gereken:
 Aşındırıcı olarak Kübik Bor Nitrür
 Sert aşındırıcı malzemeler için (örn.: seramikler, semente
karbürler ve cam) kullanılması gereken:
 Aşındırıcı olarak Elmas
18
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Uygulama Kılavuzları
 Yumuşak metaller için kullanılması gereken:
 Büyük tane boyutu ve sert sınıf disk
 Sert metaller için kullanılması gereken:
 Küçük tane boyutu ve daha yumuşak sınıf disk
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Yüzey (Satıh) Taşlamanın Dört Türü
Şekil 23.7 (a) pistonlu parça tablalı yatay mil, (b) dönen parça tablalı
yatay mil, (c) pistonlu parça tablalı dikey mil, (d) dönen parça tablalı
dikey mil
19
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Yüzey (Satıh) Taşlama
Şekil 23.8 Yatay milli ve pistonlu parça tablalı yüzey taşlama
tezgahı (en yaygın taşlama tezgahı türü).
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Silindirik Taşlama
Şekil 23.9 İki silindirik taşlama türü: (a) dış ve (b) iç.
20
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Eksantrik Taşlama
Şekil 23.11 Dış eksantrik taşlama.
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Derin Taşlama
Şekil 23.13 (a) Geleneksel yüzey taşlama ile (b) Derin taşlamanın
karşılaştırılması
21
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Derin Taşlama
 Geleneksel yüzey taşlamaya göre kesme derinliği
1000 ila 10.000 kat daha büyüktür
 Besleme hızının yaklaşık olarak aynı oranda
azaltılması gerekir
 Disk sürekli kestiği için, derin taşlamada malzeme
uzaklaştırma hızı ve verimlilik artar
 Geleneksel yüzey taşlamayla kesmede disk, strok
boyunun sadece küçük bir kısmında hareket eder
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Diğer Aşındırma Yöntemleri
 Honlama
 Lepleme
 Hassas taşlama
22
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Honlama
Bir yapıştırılmış aşındırıcı çubuğu seti kullanarak, dönel
ve titreşimli hareketlerin birleşimi şeklinde uygulanan
aşındırma işlemi
 Yaygın uygulaması, içten yanmalı motorların
deliklerinin sonlanması işlemidir
 Tane boyutları 30 ile 600 arasındadır
 Yüzey kalitesi 0.12 m’lik veya daha iyi yüzey
kalitelerine ulaşılır
 Yağ tutmayı sağlayan karakteristik bir çapraz çizikli
yüzey oluşturur
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Honlama
Şekil 23.16
Honlama işlemi: (a)
iç delik yüzeyi için
kullanılan honlama
takımı ve (b)
honlama işlemiyle
oluşturulan çapraz
çizik yüzey deseni
23
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Lepleme
Parça ile lep (takım) arasında, çok ince aşındırıcı
taneciklerin sıvı süspansiyonunu kullanır
 Lepleme bileşiği – kireçli pasta görünümünde
aşındırıcılar içeren sıvı
 Tipik tane boyutları aralığı: 300 ila 600 arasındadır
 Uygulamaları: optik lensler (mercekler), metalsel
yataklı yüzeyler, mastarlar
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Lepleme
Şekil 23.17 Lens (mercek) yapımında lepleme işlemi
24
01.11.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Hassas Taşlama
Honlamaya benzer – yüzeye bastırılan ve piston
hareketi yapan yapıştırılmış aşındırıcı çubuk kullanır
 Honlamadan farkları:
 Daha kısa strok
 Daha yüksek frekanslar
 Takım ile yüzey arasında daha düşük basınçlar
 Daha küçük tane boyutları
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Hassas Taşlama
Şekil 23.18 Bir dış silindir yüzeyinin hassas taşlanması
25

Download Report